SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
_tk5?9Ykn
在本课中，我们展示如何将球面替换成非球面，从而改善像质。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 yq}{6IyZ^
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： $ "8k|^Z3
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） BQU5[8 l
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： :#/bA&
FETCH 6 c 7F&~RLC
PANT .vv*bx
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ?lK!OyCkc
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH sb
@hGS
VY 3 TH 20 3 RF J ;hh
VY 5 TH Q
8r tZ
VLIST GLM 1 3 xu =B
END +V@=G &Ou0
kYB
<FwwB
AANT 7f ay:_
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION Uot-@| l
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL AD\<}/3U
swlWe}1
GNR .5 1 3 2 0 J31M:<
GNR .5 1 3 2 .5 ]M(mq`K
GNR .5 1 3 2 .7 <L ~xR5
GNR .5 1 3 2 1. H g`{9v
GNR .5 1 2 1 0 (U_Q7hj a?
GNR .5 1 2 3 0 ;J(,F:N
GNR .5 1 2 1 1 `yAo3A9vk
GNR .5 1 2 3 1 QYgN39 gp
END XO#)i6}G
$NT9LtT@K
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS & =Zg0Q
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES DOVX$N$3
"Y]ZPFh#.
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： yXA f
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 Sx)Il~ x
VY 1 G 3 s[q4K
VY 1 G 6 8-a6Q|
VY 1 G 10 A_Iu*pz^^
5%+}rSn7
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： " ^baiN@ac
SPECIAL SURFACE DATA /: `
i%E
______________________________________________________________________________ %^=!s
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE 0; v~5|r
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) Ue#yDTjc
U%DF!~n
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 ,/6:bc:W
ADEF 1 PLOT. 2A}u qaF
bH/pa#G(
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 0@K:Tq-mF
M 0 100 CLINK [4Faq3T"
ADEF 1 _P<l G[V
CD1 FILE 6 'ZH<g8:=@
= CD1 Tn0l|GRuZA
%lJiM`a
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 BZ+ mO
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 Hu9R.[u
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： g!p_c
FINAL 5 -;)SER3Wq4
ABERRATION LIST p/1 }>F|i
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT a\69,%!:
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 SxZ^ "\H
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 O)xEF~DaD
};m7FO
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 pR6A#DgB
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 s`iNbW ="
I0H Y#z%
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 r\n
h.}s
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 W
B*`zCM
v^],loi<V
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 qi SEnRG.
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 @yn^6cE
9U<)_E<y
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 } C{}oLz
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 ;Co[y=Z
bj7MzlGFy
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 o A;jy
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI R'9@A\7#
BUFFER? 3 2 1={\X
o;VkoYV
看看放在哪里。 L_gsG|xX
BUFF? Wt+y-ES
ui56<gI-
The current FILE BUFFER contains ?St =7a(D
1 0.02051954 BEST FIT CV 4ljvoJ}xjr
2 48.73404382 BEST FIT RD ^?6
W<
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT G{f`K^
4 0.50763222 VOL. REMOVED \Qi#'c$5+a
5 0.00097815 PEAK DIFF. V^ fGRA
6 0.00031781 RMS DIFF. I^M#[xA
Vgqvv q<S
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ X Y!{ g(
SYNOPSYS AI>ASY #U$ YZ#B
sw$R2K{y
SPECIAL SURFACE DATA B15O,sL&W
______________________________________________________________________________ -y l4tW
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE :^H9W^2
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) n~,]KdU]
k,;lyE
ADEF 1 PLOT A J>BF.>
Uin k
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 o0aO0Y
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 h{W$ fZc<
通过拾取FILE 5，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 aT ?p>
M 0 50 CLINK =M1a 0i|d
ADEF 1 >?>u bM`,
CD1 FILE 5 4T==A#Z
= CD1 +H[}T ]
W( &Go'9e"
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 '<?v:pb9
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES P&[F t) `
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 ot@|blVC8
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时要确保它们易于制造。
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